Devido à climatização dos ambientes internos condicionar o bem estar e o conforto térmico das pessoas é que se fazem necessárias novas pesquisas que procurem potencializar as tecnologias existentes e reduzir tanto os custos de instalação quanto o consumo de energia. É sabido que os sistemas convencionais de calefação proporcionam um alto consumo de energia e uma emissão de níveis de ruído muitas vezes inaceitáveis, entretanto os sistemas radiantes ganham, a cada dia, uma maior abrangência como alternativa de climatização devido às suas vantagens comparativas com relação aos sistemas convencionais. O emprego de sistemas de calefação por piso radiante em muitos países é limitada pelo preço da instalação como consequência do elevado custo dos materiais como é o caso da fabricação das tubulações. Estas geralmente são fabricadas de polietileno ou de cobre, sendo este ultimo o que entrega um maior desempenho térmico e, por conseguinte um melhor fornecimento de energia, mas o elevado custo deste material restringe o seu uso principalmente ao setor residencial, podendo atingir um mercado maior que compreenda edifícios públicos, de escritório, escolas, hospitais, etc. Com isso, este trabalho procura reduzir a quantidade de materiais de tubulação necessários para garantir o desempenho do sistema e o conforto térmico de uma habitação aquecida com um sistema radiante. Para isto, foi desenvolvida a resolução numérica do modelo matemático da transferência de calor no interior do piso pelo método dos volumes finitos na formulação implícita e implementada em código computacional na linguagem Matlab. Para isto, foram considerados dois parâmetros fundamentais para garantir o conforto térmico da habitação que correspondem à temperatura da água e a distancia entre os tubos que compõem o sistema. A análise corresponde ao cálculo da temperatura superficial do piso para distintas temperaturas da água e distintas distâncias, obtendo resultados interessantes que permitem reduzir o custo da instalação em até um 40%. / Due to temperature control of interiors conditioning the well-being and the thermal comfort of people, it is necessary to make new researches aiming to improve the existing technologies and to reduce both installation costs and energy consumption. It is known that the use of traditional heating systems involves high energy consumption and, in some cases, unacceptable noise levels; while radiant systems are gaining a wider scope as a heating alternative due to its advantages compared to conventional systems. The use of radiant floor heating systems in Brazil is limited by installation cost due to the high price of required materials. This fact restricts the use of these systems primarily to the residential sector. However, it may be possible for this technology to reach a larger market, including public buildings, offices, schools and hospitals. Therefore, to optimize the most relevant design parameters relating to the thermal performance of the system and reduce both the amount of required materials and the system operating time, this paper elaborates on a method consisting of a high-resolution numerical mathematical model of the heat transfer within a floor using a finite control volume method with an implicit solution scheme. In this work, we consider how the properties of the materials, environmental thermal comfort factors and the performance of the system work together with the theoretical underpinnings of the heat transfer phenomenon to define the design parameters to optimize the materials and provide greater control over the energy consumption. This optimization is achieved without changing any environmental thermal comfort conditions or the well-being of the occupants. Finally, a numerical solution for the heat transfer within the floor is implemented using the computer code Matlab.

Overheating in buildings is predicted to increase as a result of a warming climate and urbanisation in most cities. With regards to responding to this challenge, decision makers ranging from_ design teams, local authorities, building users, national programs and market innovators; and during the different stages of a building’s service life, want to know a few pertinent matters: What space characteristics and buildings are at a higher risk and by how much?; What are the tradeoffs between alternative design and/or user-based actions?; What are the likely or possible consequences of their decisions?; What is the impact of climate change to indoor overheating?; among other decision support questions. However, such decision appraisal information still remains buried and dispersed in existing simulation models, and empirical studies, and not yet been clearly articulated in any existing study or model. Especially decision support information articulated in a way that gives each decision maker maximum capacity to anticipate and respond to thermal discomfort in different spaces and through the lifetime of a building. There is a need for an integrated and systematic means of building adaptation decision-support, which provides analytical leverage to these listed decision makers. A means that: 1) assimilates a range of indoor thermal comfort's causal and solution space processes; 2) reveals and enhances the exploration of the space and time-dependent patterns created by the dynamics of the indoor overheating phenomenon through time; and one that 3) imparts insight into decision strategy and its synthesis across multiple decision makers. This study recognises the lack of an overarching framework attending to the listed concerns. Therefore, the key aim of this thesis is to develop and test a building adaptation decision-support framework, which extends the scope of existing frameworks and indoor overheating risk models to facilitate trans-sectional evaluations that reveal temporal decision strategies. The generic framework frames a multi-method analysis aiming to underpin decision appraisal for different spaces over a 50 to 100-year time horizon. It constitutes an underlying architecture that engages the dimensions of decision support information generation, information structuring, its exploration and dissemination, to ease in drawing decision strategy flexibly and transparently. The multi-method framework brings together: 1) Systems thinking methods to a) facilitate the systematic exposure of the elements that shape indoor overheating risk, and b) reveal the processes that shape multi-stakeholder decision-making response over time; 2) The use of normative, predictive and exploratory building scenarios to a) examine the overheating phenomenon over time, and b) as a lens through which to explore the micro-dynamics brought about by aspects of heterogeneity and uncertainty; and 3) The application of both computational and optimization techniques to appraise potential routes towards indoor thermal comfort over an extended time scale by a) tracking shifts in frequency, intensity and distribution of indoor overheating vulnerability by causal elements over time and space; and b) tracking shifting optima of the heat mitigation solution space, with respect to time, climate futures, heterogeneity of spaces, and due to thermal comfort assumptions. The framework’s potential has been demonstrated through its application to office buildings in Nairobi.

Dans les pays de l’Afrique sub-saharienne, la situation énergétique, le fort taux d’accroissement des aires urbaines, l’inadaptation des techniques de construction et le climat offrent un grand potentiel pour la démarche bioclimatique et la construction durable notamment sur le plan énergétique. Cependant ce potentiel est faiblement exploré. Pour ce faire, cela passe par une bonne connaissance du comportement des bâtiments et par leur adaptation au contexte climatique. Dans le cadre de notre contribution à cette problématique, une étude sur le comportement thermique des bâtiments est initiée grâce à la simulation. En effet la simulation des performances énergétiques du bâtiment devient de plus en plus incontournable dans les processus de conception et d’analyse des bâtiments à travers le monde. Dans ce travail les outils de simulation des performances énergétiques ainsi que les outils d’optimisation sont utilisés pour mener des investigations sur un bâtiment type construit en matériaux conventionnels au Burkina Faso suivant deux principales approches. Dans la première approche le modèle numérique du bâtiment est confronté aux mesures issues de l’expérimentation sur le bâtiment réel. Une méthodologie de calibration basée sur l’analyse de sensibilité et l’optimisation des paramètres a été appliquée pour la comparaison des résultats. Cela a permis de caler le modèle et des études diagnostiques sont réalisées. Dans la seconde approche, des investigations sur des solutions d’amélioration des performances du bâtiment sont réalisées à travers l’application de la simulation dynamique comme outils d’aide à la conception. Les techniques d’interopérabilité et d’optimisation sont utilisées pour implémenter les solutions de refroidissement passif dont les impacts sur le bâtiment étudié sont évalués. Enfin dans ce travail, des techniques d’analyse du bâtiment et des critères de performance sont utilisées pour caractériser et formuler des recommandations sur la conception des bâtiments dans notre contexte climatique. / In sub-Saharan African countries, the energy context, the high urban growth, inadequate construction techniques and climate offer great potential for bio-climatic approach and sustainable construction particularly on the energy level. However, this potential and the use of passive cooling techniques are weakly explored. To do so, it requires a good knowledge of building’s behaviour and their adaptation to the climatic context. As part of our contribution to this issue, a study on the thermal behaviour of buildings is initiated by numerical simulation. Indeed the building’s energy performance simulation tools are becoming more essential in the building’s design processes and analysis. Investigations are conducted on a building built with typical materials in Burkina Faso by following two main approaches. In the first approach a model of the building is faced with measurements from field experiments on the building. A calibration methodology based on the sensitivity analysis and optimization has been applied for the comparison of results. This helped to calibrate the model and diagnostic studies are performed.In the second approach, investigations on methods which can help to improve the building performance are realized through the application building performance simulation as a design aid tool. Interoperability and optimization techniques are used to deal with passive cooling techniques and their impacts on the building thermal behaviour are assessed. Finally in this work analysis techniques and performance criteria are used to characterize and make recommendations on building designs for the tropical climate context.

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-03-01T13:07:14Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Victor Leandro Arantes Chaves - 2016.pdf: 35798905 bytes, checksum: aa006b5b27f11381be02b866455b36da (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-03-01T13:17:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Victor Leandro Arantes Chaves - 2016.pdf: 35798905 bytes, checksum: aa006b5b27f11381be02b866455b36da (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-01T13:17:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Victor Leandro Arantes Chaves - 2016.pdf: 35798905 bytes, checksum: aa006b5b27f11381be02b866455b36da (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-31 / The unsatisfactory thermal performance of buildings belonging to higher education institutions in Brazil cause users discomfort in classrooms and affect student performance. To ensure the well- being to the user, the use of mechanical systems for cooling of environments such as the use of air conditioners is necessary to reduce air temperature indoor, by one hand, and increase the energy expenditure of the building by about 50%, by the other side. This study analyses thermal comfort and energy efficiency in the School of Civil Engineering and Environmental UFG through measurements "in loco" and the perception of the users as well as by computer simulation. The methodology consists of: a) analysis of architectural design; b) lifting climatic summer data on air temperature and humidity within the classroom, and the views of users in three different situations - with open windows and doors and on evaporative air conditioner, open windows and doors and natural ventilation, and windows and doors closed and air conditioning on -; c) treatment of climatic data; d) comparison of the collected results and the perception of the users; e) evaluation thermal energy by computer simulation and prescriptive method of RTQ-C. They interviewed 200 users. About 83.3% of respondents were dissatisfied in the situation with natural ventilation, 68.5% in the situation on evaporative air conditioner and 70.2% in the situation with air conditioning on. Although the results suggest that the situation using air conditioners is the most comfortable, the number of users who feel uncomfortable is very high in all situations, not meeting the levels recommended by the ISO 7730 (2005). / O comportamento térmico insatisfatório de edifícios pertencentes às instituições de ensino superior no Brasil provoca o desconforto das salas de aula, afetando o desempenho dos alunos, bem como elevam o gasto energético da edificação, devido à utilização de sistemas mecânicos para arrefecimento dos ambientes, sendo que o consumo de energia pode aumentar cerca de 50% devido ao uso de aparelhos condicionadores de ar. Este estudo avalia o conforto térmico e a eficiência energética na Escola de Engenharia Civil e Ambiental da UFG, através de medições “in loco” e a percepção dos usuários, bem como por simulação computacional. A metodologia consiste em: a) análise do projeto arquitetônico; b) levantamento de dados climáticos de verão, temperatura do ar e umidade relativa, dentro da sala de aula, e a opinião dos usuários em três diferentes situações - com janelas e portas abertas e climatizador evaporativo ligado, janelas e portas abertas e ventilação natural, e janelas e portas fechadas e com ar condicionado ligado -; c) tratamento dos dados climáticos; d) comparação dos resultados coletados e a percepção dos usuários; e) avaliação termo- energética por simulação computacional e método prescritivo do RTQ-C. Foram entrevistados 200 usuários. Cerca de 83,3% dos entrevistados estavam insatisfeitos na situação com ventilação natural, 68,5% na situação com climatizador evaporativo ligado e 70,2% na situação com ar condicionado ligado. Apesar dos resultados apontarem que a situação utilizando climatizadores é a mais confortável, o número de usuários que se sente desconfortável é muito alto em todas as situações, não atendendo os níveis recomendados pela ISO 7730 (2005).

A pesquisa parte da hipótese de que, sob as condições climáticas da cidade de São Paulo, a solução de fachada de um edifício de escritórios, com projeto arquitetônico aprimorado para o desempenho térmico com ventilação natural e uso eficiente (carga térmica interna de 32W/m2), proporciona condições de conforto térmico nos ambientes de trabalho por no mínimo 80% das horas ocupadas do ano sem uso de condicionamento artificial. O objetivo geral é a identificação de soluções projetuais de fachada para edifícios de escritórios com ventilação natural em São Paulo com programa de necessidades, projeto arquitetônico e implantação definidos, tendo em vista o aprimoramento do desempenho térmico do edifício para o conforto térmico dos ocupantes. Levantou-se exemplos de edifícios de escritórios recentes que aclamam ser térmica e energeticamente eficientes para seus contextos, e métodos de avaliação de desempenho térmico e energético de fachadas e de edifícios de escritórios, com destaque para a ventilação natural. Com base em dois modelos de edifício de referência elaborados, sessenta e quatro cenários de edifícios de escritórios com diferentes configurações e condições de ventilação foram avaliados com simulação térmica anual, considerando o clima de São Paulo. Para cada cenário de edifício estabeleceu-se uma relação, adequada às condições desejáveis de conforto térmico dos usuários, entre uma vazão de ar de referência e o ganho máximo de calor no ambiente através da fachada. Os resultados das simulações deram subsídios para o projeto de soluções possíveis de fachadas para os vinte e três casos de edifícios de escritórios que apresentaram no mínimo 80% das horas ocupadas no ano em conforto. Os produtos finais da tese são: (I) dois modelos de edifício de escritórios de referência, com características arquitetônicas e parâmetros de ocupação aprimorados para o desempenho térmico da edificação com ventilação natural sob o clima de São Paulo; (II) método de avaliação de desempenho térmico de edifícios de escritórios com ventilação natural; (III) procedimento para o dimensionamento de soluções de fachada para edifícios de escritórios com ventilação natural; (IV) soluções projetuais de fachada para edifícios de escritórios com ventilação natural e desempenho térmico aprimorado. / The research starts from the hypothesis that, under the climatic conditions of the city of São Paulo, the facades solution of an office building, with an improved architectural design for thermal performance with natural ventilation and an efficient use (internal thermal load of 32W/m2), provides thermal comfort conditions at the work spaces for at least 80% of the occupied hours during the year without use of artificial air conditioning. The main objective is to identify facades design solutions for office buildings with natural ventilation in São Paulo with program of activities, architectural design and site plan defined, considering the improvement of the thermal performance of the building for occupant thermal comfort. Recent examples of office buildings which claim to be thermal and energy efficient to their contexts, and methods of thermal and energy performance evaluation of facades and office buildings, with emphasis on natural ventilation, were listed. Based on two proposed reference models of buildings, sixty four scenarios of office buildings with different configurations and ventilation conditions were evaluated with thermodynamic simulations, considering the climate of São Paulo. For each scenario it was established a relationship, in accordance with users acceptable thermal comfort conditions, between a reference ventilation rate and the maximum heat gain in the office through the façade. The results of the simulations provided inputs for the design of possible facades solutions for twenty three cases of office buildings which presented at least 80% of the annual occupied hours in comfort. The final products of the thesis are: (I) two reference models of office buildings, with architectural design and occupational parameters enhanced for the building thermal performance with natural ventilation under the climatic conditions of São Paulo; (II) thermal performance evaluation method for office buildings with natural ventilation; (III) procedure for the design of facades solutions for office buildings with natural ventilation; (IV) facades design solutions for office buildings with natural ventilation and improved thermal performance.

O objeto desta pesquisa é a alteração das condições de ventilação natural e de incidência solar provocadas pelo meio urbano. Objetiva-se comprovar a hipótese de que o maior adensamento urbano através da verticalização é compatível com o conforto térmico em edifícios residenciais multifamiliares em altura utilizando apenas a ventilação natural durante 80% das horas do ano. Obstáculos no entorno modificam o comportamento do vento, reduzindo ou incrementando o campo de pressões sobre as fachadas. Por outro lado, edifícios altos situados nas proximidades podem reduzir parcelas significativas da radiação solar sobre planos verticais. O estudo tem como foco o clima quente e úmido de Fortaleza (3° S) e analisa quatro diferentes configurações representativas da morfologia urbana presentes nesta cidade. A investigação vale-se de simulações computacionais em diferentes etapas e escalas de abordagem numa metodologia sequencial e complementar na qual cada fase fornece dados necessários ao estágio seguinte. Partiu-se da avaliação da ventilação urbana através de CFD para as duas direções de vento predominantes, que forneceram dados de Cp sobre as aberturas do edifício adotado. Em seguida, simulou-se o comportamento dos fluxos internos, determinando as taxas de renovação do ar e o campo de velocidades no interior do apartamento. O desempenho térmico anual de três ambientes de permanência prolongada foi calculado e os resultados analisados com base no total de horas dentro da zona de conforto utilizando o modelo adaptativo da ASHRAE (2004). A sensação de resfriamento a partir do movimento do ar foi considerada para a extensão dos limites da zona de conforto. A hipótese mostrou-se válida, uma vez que formas urbanas mais verticalizadas como os cenários 2 e 3 obstruíram parcelas significativas da radiação solar em pavimentos mais baixos comparados a conjuntos urbanos formados por edificações mais baixas. Mesmo diante de vazões de ar cerca de 40% mais baixas em alguns casos com vento sudeste, o cenário 2 apresentou maior quantidade de horas em conforto. O mesmo ocorreu com o cenário 3, cujos valores de vazões de ar com vento leste foram discretamente superiores àqueles obtidos nos cenários 1 e 4, porém alcançando maiores períodos em conforto térmico nos pavimentos mais baixos, reforçando a atuação conjunta da obstrução à radiação solar e a manutenção de condições para ventilar naturalmente as fachadas de edifícios. Ao considerar o efeito de resfriamento provocado pelo movimento do ar, foi possível atingir a condição de conforto térmico em 85% dos casos. Ainda, as baixas correlaçõesentre a vazão de ar e a taxa de ocupação do solo em cada cenário ou a altura média das edificações reforçam a premissa de que a variabilidade do vento e o dinamismo da forma urbana impedem a determinação imediata de quais configurações espaciais reduzirão ou potencializarão as condições de ventilação natural, indicando, também, a possibilidade de compatibilizar maiores níveis de densidade urbana e condições ambientais satisfatórias em edifícios. / The object of this research is the changes in natural ventilation conditions and sunlight caused by the urban environment. The aim is to prove the hypothesis that higher urban density levels thru vertical buildings is compatible with thermal comfort in naturally ventilated residential buildings during 80% of total year´s hours. Surrounding obstacles modify wind patterns, reducing or increasing the pressure field over façades. On the other hand, tall buildings located nearby might reduce significant solar radiation portions over vertical planes. This study focus the hot-humid climate of Fortaleza, Ceará, Brazil (3° S) and analyses four different representative urban forms within this city. The investigation uses computational simulations in different stages and approaching scales in a sequential and complementary methodology in which each phase supplies the necessary data to the next level. Starting point was to evaluate the urban ventilation using a CFD tool according to two dominant wind directions, which provided Cp data over buildings openings. Then, internal flows were simulated in order to determine air changes rates and velocity field in the apartment. Annual thermodynamic performance in threelong permanence rooms was calculated and the results were evaluated using ASHRAE (2004) adaptive model. Cooling effect due to air movement was considered to extend the limits of thermal comfort zone. The hypothesis proved to be valid since more vertical urban forms such as scenarios 2 and 3 obstructed significant solar radiation portions over lower floors compared to urban settlements with lower buildings. Even with airflow rates about 40% lower in some cases with southeast wind, scenario 2 had more hours within the comfort zone. The same occurred with scenario 3, in which airflow rates for east wind were slightly higher than that obtained in scenarios 1 and 4, but achieving greater comfort periods in lower floors, reinforcing the combined effect of obstructing solar radiation and maintaining the conditions to naturally ventilate building´s façades. Considering the cooling effect due to air movement made possible to achieve thermal comfort situations in 85% of the cases. Yet, lower correlations between airflow rates and land use in each scenario or average height of buildings reinforce the premise that wind variability and the dynamism of the urban form prevent the immediate determination of which spatial configuration may reduce or enhance natural ventilation conditions, also indicating that high-density urban levels are compatible with satisfactory environmental conditions within buildings.

O estudo da ventilação natural como forma de amenização climática tem sido tema de diversos trabalhos científicos apresentados em congressos e encontros da área de conforto ambiental tanto no país como no exterior. E segundo o Método de Givoni, em 74% das horas do ano, a ventilação natural é a principal estratégia de projeto para se obter o conforto térmico dos usuários na cidade de Aracaju SE. Assim sendo, tem-se como objeto desta pesquisa a ventilação natural nas habitações, e como objetivo geral um estudo do aproveitamento do vento para promover a ventilação natural em edificações residenciais na cidade de Aracaju, a fim de proporcionar melhores condições térmicas ambientais para os usuários sem a necessidade do condicionamento artificial do ar. O produto final consiste em recomendações de projeto baseadas nas pesquisas teóricas e simulações computacionais com o ANSYS CFX Computacional Fluid Dynamics Software que serviram de base para verificar a influência da ventilação natural na edificação por meio de propostas de alterações no projeto original. / Studies of natural ventilation as a way to minimize climate influences has been theme of several scientific papers presented in congresses and meetings concerning environmental comfort, in Brazil as well as in other countries. According to Givonis method, in 74% of the year hours, natural ventilation is the main strategy to obtain thermal comfort for the inhabitants of Aracaju (Sergipe capital city). Based on that information, the object of this research is the housing natural ventilation, and its general objective is a study of wind use to promote housing natural ventilation and provide better thermal comfort conditions of its users without the need of artificial air conditioning. The final product of this research consists in design recommendations based on theoretical research and computer simulations with ANSYS CFX Computacional Fluid Dynamics Software which became the base to verify the influence of natural ventilation in a building by proposing alterations in the original project.

O objeto desta pesquisa é o desempenho térmico de edifícios residenciais na cidade de São Paulo, tendo em vista as mudanças climáticas previstas e a maior vulnerabilidade da população idosa. O objetivo é a avaliação de desempenho térmico e de conforto ambiental de edifícios residenciais no cenário RCP 8.5 do Quinto Relatório do IPCC - IPCC AR5 e durante a onda de calor ocorrida em janeiro e fevereiro de 2014. Este trabalho se utiliza de estudos de casos reais e de simulações computacionais. O método é indutivo, por meio de levantamentos de campo, e dedutivo, por meio de comparações entre os resultados das medições e das simulações computacionais; o trabalho apresenta, ao final, estudos preditivos do comportamento térmico e do conforto ambiental dos usuários nos edifícios estudados. Para tanto, foram levantadas e monitoradas seis residências de idosos voluntários, além de uma residência de controle, e foram realizadas simulações com o modelo EDSL/Bentley TAS (Thermal Analysis Software). Para a simulação computacional foram utilizados dados climáticos simulados e medidos. Os dados climáticos simulados foram tratados a partir de dados cedidos pelo Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas/IAG-USP representando os períodos presente (1975 a 2005), futuro próximo (2015 a 2044), futuro intermediário (2045 a 2074) e futuro distante (2076 a 2096). Os dados medidos foram os registrados pela estação meteorológica do IAG-USP, localizada na zona sul de São Paulo, para três períodos distintos: o ano de 2013, quando foram monitoradas as residências, o ano de 1972, selecionado como representativo do período de construção das residências estudadas, e também o ano de 2014, para fins de estudo dos efeitos da onda de calor ocorrida em janeiro e fevereiro desse mesmo ano. Os resultados foram analisados comparativamente entre os diferentes cenários climáticos e também entre as unidades habitacionais estudadas, adotando-se os índices de conforto adaptativo De Dear et al. (1997) / ASHRAE 55 (2013) e Humphreys et al. (2010), considerados os mais adequados para a avaliação térmica da operação em modo passivo no clima local, dentre os índices já existentes. As análises revelaram que, com a progressão dos cenários climáticos futuros, há tendência de alteração na condição de conforto dos usuários com aumento da sensação de calor e redução da sensação de frio, expressos aqui em número de horas e de graus-hora de desconforto. Além disso, sob a ocorrência de ondas de calor, o aumento abrupto e persistente da temperatura do ar tende a tornar as condições de desconforto térmico ainda mais acentuadas. Dentre todos os cenários estudados, e aplicando-se os dois modelos de conforto, foi encontrado um valor médio de aumento da condição de calor de 271%, variando de 83% a 694%, e uma redução média da condição de frio de 51%, variando de 24% a 70%. Os resultados mostram que a conjugação desses dois fenômenos, mudança climática e onda de calor, pode provocar um efeito potencializador para o desconforto térmico por calor, tornando as condições inóspitas para o conforto humano, além de implicar em maior consumo de energia para climatização artificial. / The subject of this research is the residential buildings performance in the city of São Paulo, taking into account the climate changes predicted for the next decades and the greater vulnerability of the elderly related to the environmental conditions. The aim is the evaluation of thermal performance and comfort in residential buildings under the RCP 8.5 scenario from the IPCC Fifth Assessment Report - IPCC AR5, as well as under the heat wave occurred in January and February 2014. This work is based on real case studies and computer simulations. The method is inductive, by field surveys, and deductive, though the comparison between measurements and computer simulation; finally, predictive studies of thermal performance and comfort are presented. For this purpose, six elderly dwellings, besides a control one, were surveyed and monitored, and computer simulations were carried out using EDLS/Bentley TAS (Thermal Analysis Software). For the computer simulations, simulated and measured climate data were employed. The simulated data were treated starting from data provided by the Institute of Astronomy, Geophysics and Atmospheric Sciences/IAG-USP representing the periods present (1975 to2005), near future (2015 to 2044), intermediate future (2045 to 2074 and far future (2076 to 2096). Measured data were recorded by the IAG-USP meteorological station, located in southern São Paulo, for three different periods: 2013, when the residences were monitored; 1972, selected as representative of the buildings\' construction period, and also 2014, to study the January and February heat wave effects. Results were analyzed comparing comfort conditions in the different climate scenarios and also among the case studies, following the adaptive comfort indices De Dear et al. (1997) / ASHRAE 55 (2013) and Humphreys et al. (2010), which were considered the two most appropriate ones, among the existing indexes, for the passive mode operation in the local climate. Analysis revealed a tendency of change in comfort conditions throughout the progression of future climate scenarios, showing an increase in heat sensation and a decrease in cold sensation, which were expressed in number of hours and degree-hours of discomfort. Furthermore, in the occurrence of heat waves, the unexpected and persistent increase in air temperature tends to make thermal discomfort even more pronounced. Among all the studied scenarios, and applying both comfort models, in average, discomfort by heat increased 271%, ranging from 83% to 694%, and discomfort by cold decreased 51%, ranging from 24% to 70%. The results show that the combination of both phenomena, climate change and heat wave, may lead to a potential effect of heat discomfort, making thermal conditions inhospitable for human comfort, besides implying a higher energy consumption for air conditioning.

Submitted by Sandro Camargo (sandro.camargo@unipampa.edu.br) on 2015-05-09T22:40:42Z No. of bitstreams: 1 117110027.pdf: 2705925 bytes, checksum: 22617f402005b98190c3067b1402ee2f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-09T22:40:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 117110027.pdf: 2705925 bytes, checksum: 22617f402005b98190c3067b1402ee2f (MD5) Previous issue date: 2014-04-01 / A variação do comportamento de consumo elétrico ao longo do dia vem sendo um constante desafio para planejamentos e operação de sistemas de distribuição de energia elétrica. A diversidade de ocorrência dos picos de demanda, considerando diferentes classes de consumo, para um transformador de distribuição, são determinados de uma forma estatística, assim possibilitando uma aproximação do real comportamento dos consumidores de energia elétrica. Mas não basta apenas considerar dados estatísticos, e sim adicionar outros fatores que são determinísticos para definição real desse comportamento destes consumidores ao longo do dia. Neste contexto, é fundamental considerar dados climáticos. Durante um período de 12 meses foi realizada uma campanha de medições e paralelamente um arquivamento de informações utilizando sites da internet sobre dados climáticos da região. Como as medições (amostragens) foram, geograficamente, muito próximas, foi possível acompanhar e perceber a modificação de comportamento dos consumidores, como a utilização de condicionadores de ar e refrigeração em geral. Portanto, como objetivo de aperfeiçoar a caracterização de curvas típicas de demanda de energia elétrica, neste trabalho, utilizando metodologias de redes neurais, serão agrupadas as curvas de demanda considerando: classes, subclasses, consumo médio (últimos 12 meses) de energia elétrica, e adicionalmente dados climáticos. / The variation of the behavior of electrical consumption throughout the day has been a constant challenge for planning and operation of electric power distribution systems. The diversity of occurrence of peak demand, considering different classes of consumption to a distribution transformer are determined in a statistical manner, allowing an approximation of the actual behavior of consumers of electricity. But not enough to consider only statistical data, but add other factors that are deterministic for real definition of the behavior of these consumers throughout the day. In this context, it is crucial to consider climate data. During a period of 12 months, a measurement campaign was carried out in parallel and an archive of information using the internet sites on climatic data of the region. Because measurements (samples) were geographically very close, it was possible to follow and realize the change in consumer behavior, such as the use of air conditioners and cooling in general. Therefore, the objective of improving the characterization of typical curves of electricity demand, this paper, using methodologies neural networks, are grouped considering the demand curves: classes, subclasses, middle (last 12 months) of electricity, and additionally climatic data.

O estudo da ventilação natural como forma de amenização climática tem sido tema de diversos trabalhos científicos apresentados em congressos e encontros da área de conforto ambiental tanto no país como no exterior. E segundo o Método de Givoni, em 74% das horas do ano, a ventilação natural é a principal estratégia de projeto para se obter o conforto térmico dos usuários na cidade de Aracaju SE. Assim sendo, tem-se como objeto desta pesquisa a ventilação natural nas habitações, e como objetivo geral um estudo do aproveitamento do vento para promover a ventilação natural em edificações residenciais na cidade de Aracaju, a fim de proporcionar melhores condições térmicas ambientais para os usuários sem a necessidade do condicionamento artificial do ar. O produto final consiste em recomendações de projeto baseadas nas pesquisas teóricas e simulações computacionais com o ANSYS CFX Computacional Fluid Dynamics Software que serviram de base para verificar a influência da ventilação natural na edificação por meio de propostas de alterações no projeto original. / Studies of natural ventilation as a way to minimize climate influences has been theme of several scientific papers presented in congresses and meetings concerning environmental comfort, in Brazil as well as in other countries. According to Givonis method, in 74% of the year hours, natural ventilation is the main strategy to obtain thermal comfort for the inhabitants of Aracaju (Sergipe capital city). Based on that information, the object of this research is the housing natural ventilation, and its general objective is a study of wind use to promote housing natural ventilation and provide better thermal comfort conditions of its users without the need of artificial air conditioning. The final product of this research consists in design recommendations based on theoretical research and computer simulations with ANSYS CFX Computacional Fluid Dynamics Software which became the base to verify the influence of natural ventilation in a building by proposing alterations in the original project.